FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE
DE LA UNIVERSIDAD ENRIQUE GUZMAN Y VALLE
EN EL MARCO DEL SNIP
INFORME DE SUFICIENCIA
Para Optar el título Profesional de:
INGENIERO CIVIL
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PLAN DE INFORME DE SUFICIENCIA
I. TITULO:
MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE LA UNIVERSIDAD ENRIQUE GUZMAN Y VALLE, EN EL MARCO DEL SNIP
II. ANTECEDENTES:
En marzo de 1999 la firma BLASA S.A. realizó un “Estudio integral de la red de agua y desagüe de la Universidad Nacional Enrique Guzmán y Valle”. En dicho estudio BLASA, recomendó realizar un estudio que permita contar con un buen sistema de coagulación y desinfección del agua de la acequia
Actualmente el sistema de agua potable de la UNE tiene dos tipos de fuentes una superficial y otra subterránea. La fuente superficial tiene componentes con más de 30 años de antigüedad, en cambio la fuente subterránea fue implementada en el año 2002.
La fuente superficial es abastecida de un canal de regadío, la cual tiene una toma directa en el río Santa Eulalia. En época de avenidas, las aguas del río destruyen la toma directa, dejando inoperativo el servicio del canal de regadío, y en consecuencia el abastecimiento de agua.
En el informe de planta de tratamiento de agua, realizado por el Área de Servicios Generales de la Universidad, de fecha julio 2007, se describen problemas en las estructuras de los componentes de la fuente superficial.
En el presente informe, se presentaran la documentación técnica necesaria, para la realización del Mejoramiento del Sistema de Agua Potable de la Universidad Enrique Guzmán y Valle.
III. JUSTIFICACIÓN:
La elaboración del Informe de Suficiencia se justifica por tener que mejorar los componentes del sistema de agua potable, desde su captación, tratamiento, almacenamiento y distribución a las instalaciones dentro del Campus Universitario que alberga población universitaria con estadía alterna y otras permanentes, lo cual obliga a que el liquido elemento se tenga que brindar en cantidad y calidad suficiente.
IV. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
El problema central, se encuentra en la fuente superficial, con estructuras de mas de 30 años de antigüedad, con deficiencias en el diseño de los componentes, que perjudican la eficiencia de la producción de agua tratada, ya que el liquido elemento, desde su captación hasta su distribución, pasa por un proceso de tratamiento que requiere de: mejoramiento de las instalaciones existentes, una buena utilización de materiales de desinfección, capacitación del personal, mantenimiento y conservación de las instalaciones.
Así mismo no se cuenta con la protección o seguridad que se debe dar a todas las instalaciones, incluyendo un ambiente de laboratorio para el chequeo permanente de la calidad de agua producida.
V. DEFINICION DE LO OBJETIVOS:
El objeto principal es mejorar el sistema de agua en todo sus componentes para brindar un buen servicio que evite enfermedades por estar consumiendo agua que puede afectar la salud.
Los objetivos específicos son:
· Mejora de las estructuras de captación, planta de tratamiento, almacenamiento y distribución.
· Asegurar la calidad de agua potable producida, y garantizar las condiciones de salubridad de la población universitaria, de acuerdo a las exigencias de las normatividades vigentes.
VI. MARCO TEORICO
Para el mejoramiento del Sistema de Agua Potable de la UNE, será necesario verificar los diseños de los componentes, los cuales se apoyaran en las leyes de la hidráulica.
El marco teórico a desarrollar tomará en cuenta los siguientes conceptos:
· Información topográfica, planos topográficos para el diseño de obras nuevas y de mejoramiento.
· La evaluación de los componentes de la planta es decir la captación, desarenador, floculador, decantador y reservorio de almacenamiento se hará teniendo en cuenta tres aspectos; el primero es función al saneamiento y la hidráulica, debiendo cumplir satisfactoriamente lo estipulado en la Norma OS.020 Planta de Tratamiento de Aguas Superficiales del Reglamento Nacional de Edificaciones. Segundo el estado de conservación de los materiales de fabricación, evaluando las fisuras, rajaduras y corrosión del concreto tanto en campo como en el laboratorio de materiales; así también se verificara los esfuerzos a través de modelamientos y análisis estructural. Tercero consiste en evaluar la eficiencia de la operación de la planta de tratamiento de agua aplicando las técnicas de gestión y administración de proyectos.
· Formulación y evaluación del análisis de la demanda, análisis de la oferta, balance oferta y demanda, planteamiento de alternativas, evaluación social, análisis de sensibilidad, sostenibilidad e impacto ambiental según las exigencia del SNIP.
· Elaboración del Expediente Técnico de la alternativa viable; conformado por la memoria descriptiva, especificaciones técnicas, presupuesto, análisis de costos unitarios, lista de insumos, formula polinómica, resumen de metrados, hojas de sustento de metrados, y planos.
VII. INDICE DEL INFORME.
RESUMEN
INTRODUCCION
CAPITULO 1. ASPECTOS GENERALES
1.1 Nombre del Proyecto
1.2 Unidad Formuladora y Ejecutora
1.3 Participación de las entidades involucradas y de los beneficiarios
1.4 Marco de referencia
CAPITULO 2. IDENTIFICACIÓN
2.1 Diagnóstico de la situación actual
2.2 Definición del problema y sus causas
2.3 Objetivo del proyecto
2.4 Alternativas de Solución
CAPITULO 3. FORMULACIÓN Y EVALUACION
3.1 Análisis de la demanda
3.2 Análisis de la oferta
3.3 Balance Oferta Demanda
3.4 Planteamiento técnico de las alternativas
3.5 Costos
3.6 Beneficios
3.7 Evaluación social
3.7.1. Metodología costo/beneficio
3.7.2. Metodología costo/efectividad
3.8 Análisis de Sensibilidad
3.9 Sostenibilidad
3.10 Impacto ambiental
3.11 Selección de alternativas
3.12 Matriz del marco lógico para la alternativa seleccionada
CAPITULO 4. SISTEMA DE SEGUIMIENTO Y MONITOREO
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFIA
ANEXOS
VIII. METODOLOGÍA DE TRABAJO
Para el desarrollo del presente Informe de Suficiencia se procederá en base a los siguientes puntos:
· Recopilación y revisión de información existente y material bibliográfico.
· Reconocimiento de campo, para la evaluación de la infraestructura existente y el sistema de operación actual.
· Complementación de información básica (topografía, hidrología, población) y monitoreos complementarios de agua tratada.
· Selección de alternativa, y diseños y costos de las obras. Apoyados en las Normas, Reglamento y Especificaciones, sobre estructuras hidráulicas, calidad y procesamiento del agua potable principalmente.
· Entrega del Informe de Suficiencia con el desarrollo de las Especificaciones Técnicas, Conclusiones y Recomendaciones del caso.
IX. CRONOGRAMA DE TRABAJO:
X. BIBLIOGRAFÍA
· Arocha R, Simón; Abastecimientos de Agua, Ediciones Vega; Venezuela 1980.
· CAPUFE; Procedimiento para operación de la planta de tratamiento de aguas residuales; 2006.
· CEPIS; Estudio de la calidad del agua en sistemas de abastecimiento rural; Lima, Perú 1999.
· CEPIS; Guía para diseño de plantas de filtración lenta para el medio rural; 1984.
· CEPIS; Operación y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua; 2002.
· CEPIS; Tratamiento de agua para consumo humano. Plantas de Filtración Rápida;. 2005
· Murillo, Raúl Castro; Manual metodológico general para la identificación, preparación y evaluación de programas o proyectos madre versión oficial; Bogotá 2005.
· Nassir Sapag, Chaín; Proyectos de Inversión – Formulación y evaluación; 2007.
· Nawy, Edgard G. P.E; Concreto Reforzado; 1988.
· Organización Panamericana de la Salud; Guía para el diseño y construcción de reservorios apoyados; Lima 2004.
· Reglamento Nacional de Edificaciones; 2006.
· Romero Rojas, Jairo Albero; Potabilización del Agua; 1999.
· SEDAPAL; Reglamento de Elaboración de proyectos de agua potable y alcantarillado para habilitaciones urbanas de Lima y Callao; 2004.
· SEDAPAL; Tratamiento de agua, coagulación-floculación; 2000.
· Villafranca Aguirre, Artemio; Planta de tratamiento de agua potable de la localidad de Chuicampa-Huancavelica. Informe UNI-FIC; 2001
I ASPECTOS GENERALES
1.1 Nombre del Proyecto
“Mejoramiento del sistema de agua potable de la Universidad Enrique Guzmán y Valle”
Ubicación
Departamento / Región: Lima
Provicia: Lima
Distrito: Lurigancho
Altitud: 850 m.s.n.m.
1.2 Unidad Formuladota y Ejecutora
Unidad Formuladora: Grupo “Los Exploradores” del Curso de Actualización de conocimientos de la Facultad de Ingenieria Civil de la Universidad Nacional de Ingeneria
Unidad Ejecutora: Area de Infraestructura de la Universidad Enrique Guzmán y Valle
1.3 Participación de Beneficiarios
Junta de regantes
Municipalidad
Universidad Enrique Guzmán y Valle
1.4 Marco de Referencia
II IDENTIFICACION
2.1 Diagnóstico de la Situación Actual
Sistema de Agua Potable
General
El sistema de abastecimiento de agua potable existente en la Universidad Nacional de Educación “Enrique Guzmán Valle” se realiza con recursos superficiales provenientes de una acequia que corre a lo largo de la cota 870 msnm y con recursos de agua subterránea provenientes de un pozo perforado en el área de la ciudad universitaria.
La acequia tiene origen pre hispánico y fue en sus inicios con fines de regadío.
En los siguientes párrafos se hace una descripción de cada uno de los componentes de este sistema.
Línea de conducción
La línea de conducción está constituida por una canaleta de concreto simple en buen estado con una longitud de aproximadamente 50 m de longitud que conduce el agua de la acequia hacia la Planta de Tratamiento.
Planta de Tratamiento
La planta de tratamiento cuenta inicialmente con 3 desarenadores, que sirven como sedimentadores de partículas sólidas pequeñas. Los 3 desarenadores se encuentran en buen estado de conservación.
Posteriormente durante el trayecto del agua, hay tanques prefabricados (fibra de vidrio y plástico) que funcionan como dosificadores de coagulante e hipoclorito de sodio, que son agregados al agua. Existe un pozo mezclador de coagulante que no se usa.
Posterior a ello el agua llega a un floculador y continua a dos decantadores donde sedimentan las partículas sólidas microscópicas.
Finalmente el agua llega a una cisterna de 48 m3, donde por medio de dos electrobombas que funcionan alternadamente (6 horas cada una) el agua es impulsada a 05 filtros rápidos de arena para posteriormente llegar a un reservorio apoyado de base rectangular de 520 m3 de capacidad, ubicado a 11 metros de la cisterna. El caudal de bombeo es de 18 l/s.
Existe un sistema de desinfección que se usa inyectando solución de cloro a la tubería de impulsión de la cisterna, pero se realiza antes de que el agua ingrese a los filtros y no después como debería de ser. Además la desinfección se realiza con hipoclorito de sodio y no con cloro gas, que es normalmente que se usa en estos casos.
Poza y Línea de Impulsión
Existe un abastecimiento de agua del pozo subterráneo existente donde se impulsa el agua por medio de tuberías PVC clase 10 hacia un reservorio de base circular, ubicado a un costado del reservorio de base rectangular. La longitud de la tubería es de 640 m y de un diámetro de 6”.
La línea de impulsión de la cisterna es de 4¨ de diámetro, de material de fierro galvanizado y con una antigüedad mayor de 30 años.
Reservorios de Almacenamiento
En el área de estudio existen dos reservorios de almacenamiento uno de base rectangular y el otro de base circular recientemente construido.
El reservorio de concreto armado de base rectangular que es abastecido con agua superficial tiene una capacidad de 520 m3 y se encuentra ubicado a 870 msnm. Cuenta con una caseta de válvulas en buen estado.
El reservorio se llena en 9 horas a un caudal de 18 l/s y se vacea en un promedio de 05 horas cuando no esta bombeando. El caudal promedio de consumo de agua actual estimado por parte de la población de la Universidad es de 28.89 l/s.
Según el catastro de los aparatos sanitarios existentes del Campus el caudal de máxima demanda simultánea no debería de sobrepasar los 18.65 l/s. ( Ver Anexo D)
El reservorio de concreto armado de base circular construido recientemente se encuentra en buenas condiciones constructivas y próximo a entrar en operación. Tiene una capacidad de 150 m3 y recibirá el agua proveniente del pozo tubular. Según las pruebas de bombeo realizadas dicho reservorio se llena con agua en un promedio de 02 horas, apagándose automáticamente.
Ambos reservorios suman un total de 670 m3 de capacidad siendo suficiente para abastecer la dotación diaria de agua requerida de 584 m3.
Línea de Aducción
La línea de aducción existente mide 260 m tiene un diámetro de 6” y es de material PVC en algunos tramos y en otros es de fierro fundido el que por su antigüedad se encuentra en mal estado.
Redes de Distribución
El sistema de tuberías de la red de agua se encuentra conformado por tuberías de fierro fundido y PVC de una manera desordenada. Las tuberías de fierro fundido tienen una antigüedad mayor de 30 años, se encuentran corroídas y presentan altos porcentajes de fugas.
La longitud de tuberías existentes es aproximadamente 3,200 m con diámetros comprendidos entre 2 y 4 pulgadas.
Válvulas y Aparatos Sanitarios
Las válvulas y los grifos contraincendio se encuentran inoperativos por el desuso y antigüedad.
La gran mayoría de válvulas de compuerta se encuentran sin manija y sulfatadas por la exposición a la intemperie.
De los aparatos sanitarios vistos, el gran problema se encuentra en los inodoros malogrados, en donde se presentan fugas de agua importantes. En algunos casos también hay grifos malogrados. Es evidente el descuido en el uso y control de este elemento vital.
Se estima que los desperdicios y fugas en el sistema son del orden de 10 l/s.
La piscina existente cuenta con un sistema de recirculación que funciona bien, por tanto el ingreso del agua a la piscina por la red externa se realiza una vez al año
2.2 Definición de Problema
A Problema Central
“Inadecuada calidad de agua e insuficiente dotación”
El sistema de abastecimiento de agua potable de la Universidad Enrique Guzmán y Valle, muestra muchas deficiencias, desde la captación hasta la distribución.
En la acequia donde se hace la toma hacia la planta de tratamiento, se observa la presencia de desechos y otras sustancias, producto de los malos hábitos de las poblaciones aledañas y a la vulnerabilidad de la zona.
Asimismo se aprecia la falta de canalización y protección de las aguas que discurren por el canal (acequia), las cuales se encuentran a la intemperie.
Antigüedad y escaso mantenimiento de la infraestructura del sistema de agua potable hace que no exista una eficiente calidad del agua
B Análisis de las causas del problema
Las principales causas son:
-Ausencia de cerco perimétrico en la planta de tratamiento
-Tubería de fierro fundido en mal estado de la línea de distribución
-Ubicación del pozo profundo en la parte baja de la universidad
-Antigüedad y falta de adecuado mantenimiento del sistema
-Forma rectangular del reservorio apoyado
-Malos hábitos de las poblaciones aledañas
-Precaria caseta de control
-Requerimiento de mayor potencia de bomba de impulsión del pozo
-Mal estado de accesorios de regulación existentes en el sistema
-Ausencia de accesorios de regulación en el sistema
-Difícil mantenimiento del reservorio rectangular
-Presencia de desechos en acequia
-Inexistente control permanente de la calidad del agua
C Análisis de los efectos del problema
Los principales efectos son:
-Canal erosionado por el tiempo.
-Presencia de fisuras en la parte exterior del muro del desarenador
-Corrosión del concreto en el desarenador
-Desarenador difícil de operar
-Difícil mantenimiento del reservorio
-Uso de pozo en forma restringida
-Contaminación del agua potable
-Encarecimiento del precio del agua
Reconocimiento de Campo
El día 06 de septiembre se realizo una visita a la zona en estudio para hacer un reconocimiento de campo, del estado actual de las instalaciones existentes del sistema de agua potable.
Así mismo los días 08 y 09, se efectuó una nueva visita a la zona en estudio, esta vez acompañados por staff de ingenieros (profesores) donde se tocaron temas de topografía, suelos, geologia e hidrologia.
El reconocimiento de campo ha permitido hacer un diagnostico del estado actual de las instalaciones identificandose los problemas que presenta. Tambièn ha permitido corroborar la calidad de la información básica recopilada, especialmente la del “Estudio Integral de la Red de Agua y Desague de la Universidad Enrique Guzman y Valle”, que constituye el mas reciente realizado del año 1999
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